CN112787760A - 广播信号接收方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种广播信号接收方法和设备。根据本发明一个实施例的广播信号帧生成装置包括：组合器，用于按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号，来生成多路复用的信号；功率归一化器，用于将所述多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率；时间交织器，用于通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；和帧构建器，用于生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器对应的时间交织器信息的前导码，该时间交织器使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。

Description

广播信号接收方法和设备
本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2016年3月25日的标题为“使用核心层的物理层管道的边界的广播信号帧生成装置和广播信号帧生成方法”的申请号为201680004075.4的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及在广播系统中使用的广播信号传送/接收技术，并更具体地，涉及多路复用/解多路复用并然后传送/接收两个或多个信号的广播信号传送/接收系统。
背景技术
比特交织编码调制(BICM)是带宽有效的传送技术，并且按照这样的方式实现，使得误差校正编码器、逐比特交织器和高阶调制器彼此组合。
BICM能使用简单结构提供卓越性能，因为其使用低密度奇偶校验(LDPC)编码器或涡式编码器作为误差校正编码器。此外，BICM能提供高级别灵活性，因为其能按照各种形式选择调制阶数以及误差校正码的长度和码率。由于这些优点，所以BICM已在诸如DVB-T2和DVB-NGH的广播标准中使用，并且具有在其它下一代广播系统中使用的强概率。
为了同时支持多个服务，需要多路复用，即，混合多个信号的处理。在多路复用技术之中，当前广泛使用的技术包括适于划分和使用时间资源的时分复用(TDM)和适于划分和使用频率资源的频分复用(FDM)。即，TDM是向各个服务分派时间片段的方法，并且FDM是用于向各个服务分派频率资源片段并然后使用它们的技术。最近，存在对于可应用到下一代广播系统并比TDM和FDM提供更大的灵活性和性能的新多路复用技术的紧迫需求。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供这样的广播信号帧结构，其中应用能够比TDM和FDM提供更大的灵活性和性能的新的信号多路复用技术。
此外，本发明的目的是有效执行向核心层和增强层应用的时间交织。
此外，本发明的目的是当通过时间交织组边界将增强层的FEC块划分为两个划分块时、有效地用信号传输用于标识划分块的信息。
技术方案
为了实现以上目的，本发明提供了一种用于生成广播信号帧的设备，包括：组合器，被配置为通过按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号，来生成多路复用的信号；功率归一化器，被配置为将所述多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率电平；时间交织器，被配置为通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；和帧构建器，被配置为生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器对应的时间交织器信息的前导码。在该情况下，该时间交织器使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。
在该情况下，可基于核心层用信号传输该时间交织器信息。
在该情况下，该时间交织器可对应于混合时间交织器。
在该情况下，该时间交织器组可仅包括物理层管道(PLP)，每一物理层管道(PLP)仅包括完整FEC块。
在该情况下，该前导码可用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层中的FEC块之间的边界的情况下、用信号传输用于标识增强层中的FEC块的一部分的信息，该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
在该情况下，所述用于标识FEC块的一部分的信息可包括核心层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、增强层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
在该情况下，物理层管道(PLP)的开始位置信息可对应于物理层管道(PLP)的第一数据单元的索引。
在该情况下，仅当FEC类型信息满足预定条件时，才可用信号传输该调制信息。
在该情况下，该增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
在该情况下，该时间交织器可对应于卷积时间交织器，该时间交织器组可包括包含不完整FEC块的物理层管道(PLP)，并且该前导码可用于用信号传输物理层管道(PLP)中的第一完整FEC块的开始位置信息。
此外，本发明的实施例提供了一种生成广播信号帧的方法，包括：通过按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号，来生成多路复用的信号；将所述多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率电平；通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；和生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与所述交织对应的时间交织器信息的前导码。在该情况下，所述交织使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。
在该情况下，可基于核心层用信号传输该时间交织器信息。
在该情况下，所述生成时间交织的信号的步骤可使用混合时间交织器用于执行交织。
在该情况下，该时间交织器组可仅包括物理层管道(PLP)，每一物理层管道(PLP)仅包括完整FEC块。
在该情况下，该前导码可用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层的FEC块之间的边界的情况下、用信号传输用于标识增强层的FEC块的一部分的信息，该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
在该情况下，用于标识FEC块的一部分的信息可包括核心层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、增强层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
在该情况下，物理层管道(PLP)的开始位置信息可对应于物理层管道(PLP)的第一数据单元的索引。
在该情况下，仅当FEC类型信息满足预定条件时，才可用信号传输该调制信息。
在该情况下，该增强层信号对应于可基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
在该情况下，所述生成时间交织的信号的步骤可使用卷积时间交织器用于执行交织，该时间交织器组可包括包含不完整FEC块的物理层管道(PLP)，并且该前导码可用于用信号传输物理层管道(PLP)中的第一完整FEC块的开始位置信息。
有利效果
根据本发明，提供了提供能够比TDM和FDM提供更大的灵活性和性能的新的信号多路复用技术。
此外，根据本发明，能有效执行向核心层和增强层应用的时间交织。
此外，根据本发明，当通过时间交织组边界将增强层的FEC块划分为两个划分块时，能够有效地用信号传输用于标识划分块的信息。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统的框图；
图2是示出了根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法的操作流程图；
图3是示出了图1的用于生成广播信号帧的设备的示例的框图；
图4是示出了广播信号帧的结构的示例的图；
图5是示出了图4中示出的广播信号帧的接收处理的示例的图；
图6是示出了图4中示出的广播信号帧的接收处理的另一示例的图；
图7是示出了图1中示出的用于生成广播信号帧的设备的另一示例的框图；
图8是示出了图1中示出的信号解多路复用器的示例的框图；
图9是示出了图8中示出的核心层BICM解码器和增强层码元提取器的示例的框图；
图10是示出了图8中示出的核心层BICM解码器和增强层码元提取器的另一示例的框图；
图11是示出了图8中示出的核心层BICM解码器和增强层码元提取器的另一示例的框图；
图12是示出了图1中示出的信号解多路复用器的另一示例的框图；
图13是示出了归因于核心层信号和增强层信号的组合的、功率的增加的图；
图14是示出了根据本发明实施例的用于生成广播信号帧的方法的操作流程图；
图15是示出了根据本发明实施例的包括广播信号帧的超帧的结构的图；
图16是示出了包括多物理层管道并使用两层的LDM的LDM帧的示例的图；
图17是示出了包括多物理层管道并使用两层的LDM的LDM帧的另一示例的图；
图18是示出了使用多物理层管道和两层的LDM的LDM帧的应用示例的图；
图19是示出了使用多物理层管道和两层的LDM的LDM帧的另一应用示例的图；
图20是示出了其中使用卷积时间交织器的示例的图；
图21是示出了其中使用卷积时间交织器的另一示例的图；
图22是示出了其中使用混合时间交织器的示例的图；
图23是示出了图22的示例中的时间交织器组的图；和
图24-26是示出了图23的示例中的用于计算不完整FEC块的尺寸的处理的图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细描述本发明。在该描述中，下面将省略已被认为使得本发明的要义不必要地模糊的重复描述以及公知功能和配置的描述。提供本发明的实施例，以向具有本发明所属领域的一般知识的技术人员全面描述本发明。因此，可夸大图中的组件的形状、尺寸等，以使得描述清楚。
下面参考附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1是示出了根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统的框图。
参考图1，根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统包括广播信号传送设备110、无线信道120、和广播信号接收设备130。
广播信号传送设备110包括通过对核心层数据和增强层数据进行多路复用而生成广播信号帧的用于生成广播信号帧的设备111、和OFDM发射器113。
该设备111按照不同功率电平来组合与核心层数据对应的核心层信号以及与增强层数据对应的增强层信号，并通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成多路复用的信号。在该情况下，该设备111可使用时间交织的信号，来生成包括引导码和前导码的广播信号帧。在该情况下，该广播信号帧可以是ATSC 3.0帧。
在该情况下，时间交织可使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。即，核心层的物理层管道之间的边界之一可以是时间交织器组之间的边界。
OFDM发射器113经由天线117使用OFDM通信方法传送多路复用的信号，由此允许通过无线信道120经由广播信号接收设备130的天线137接收所传送的OFDM信号。
广播信号接收设备130包括OFDM接收器133和信号解多路复用器131。当经由天线137接收到通过无线信道120所传送的信号时，OFDM接收器133经由同步、信道估计和均衡来接收OFDM信号。
在该情况下，OFDM接收器133可从OFDM信号检测和解调引导码，使用引导码中包括的信息来解调前导码，并使用前导码中包括的信息来解调叠加的有效载荷。
信号解多路复用器131首先从经由OFDM接收器133所接收的信号(叠加的有效载荷)恢复核心层数据，并然后经由与恢复的核心层数据对应的消除，来恢复增强层数据。在该情况下，信号解多路复用器131可首先生成广播信号帧，可恢复引导码，可使用引导码中包括的信息来恢复前导码，并可使用前导码中包括的信令信息用于数据信号的恢复。在该情况下，该信令信息可以是L1信令信息，并且可包括注入电平信息、归一化因子信息等。
在该情况下，该前导码可包括用于标识物理层管道(PLP)的PLP标识信息；和用于标识与层的划分对应的层的层标识信息。
在该情况下，PLP标识信息和层标识信息可被包括在前导码中作为彼此不同的字段。
在该情况下，时间交织器信息可被包括在基于核心层的前导码中。
在该情况下，前导码可基于层标识信息和预定值的比较结果，而选择性包括与每一物理层管道(PLP)的注入电平控制器对应的注入电平信息。
在该情况下，前导码可包括物理层管道的类型信息、开始位置信息和尺寸信息。
在该情况下，类型信息可用于标识与非分散物理层管道对应的第一类型以及与分散物理层管道对应的第二类型中的一个。
在该情况下，非分散物理层管道可以被分派用于邻近(contiguous)数据单元索引，并且分散物理层管道可包括两个或更多子切片。
在该情况下，可对于每一物理层管道(PLP)根据层标识信息和预定值的比较结果，而选择性用信号传输该类型信息。
在该情况下，可仅对于核心层用信号传输该类型信息。
在该情况下，开始位置信息可等于与物理层管道的第一数据单元对应的索引。
在该情况下，开始位置信息可使用单元寻址方案来指示物理层管道的开始位置。
在该情况下，开始位置信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
在该情况下，尺寸信息可以基于向物理层管道分派的数据单元的数目来生成。
在该情况下，尺寸信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
在该情况下，可基于核心层用信号传输时间交织器信息。
在该情况下，该时间交织器可对应于混合时间交织器。
在该情况下，该时间交织器组可仅包括其每一个仅包括完整FEC块的物理层管道(PLP)。
在该情况下，前导码可以用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层中的FEC块之间的边界的情况下、用信号传输用于标识增强层中的FEC块的一部分的信息，该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
在该情况下，用于标识FEC块的一部分的信息可包括核心层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、增强层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
在该情况下，物理层管道(PLP)的开始位置信息可对应于物理层管道(PLP)的第一数据单元的索引。
在该情况下，仅当FEC类型信息满足预定条件时，才可用信号传输该调制信息。
在该情况下，增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、而恢复的增强层数据。
在该情况下，时间交织器可对应于卷积时间交织器，时间交织器组可包括包含不完整FEC块的物理层管道(PLP)，并且前导码可用于用信号传输物理层管道(PLP)中的第一完整FEC块的开始位置信息。
如稍后将详细描述的，图1中示出的设备111可包括组合器，被配置为通过按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号来生成多路复用的信号；功率归一化器，被配置为将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率电平；时间交织器，被配置为通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；和帧构建器，被配置为生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器对应的时间交织器信息的前导码。在该情况下，时间交织器可以使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。在该情况下，图1中示出的广播信号传送设备110可被看作包括：组合器，被配置为通过按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号来生成多路复用的信号；功率归一化器，被配置为将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率电平；时间交织器，被配置为通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；帧构建器，被配置为生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器对应的时间交织器信息的前导码；和OFDM发射器，被配置为通过天线使用OFDM通信方案来传送该广播信号帧。在该情况下，时间交织器可以使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。
如稍后将详细描述的，图1中示出的信号解多路复用器可包括时间解交织器，被配置为通过向与广播信号帧对应的接收信号应用时间解交织，来生成时间解交织的信号；解归一化器，被配置为将接收信号或时间解交织的信号的功率增加与该发射器的功率归一化器的功率降低对应的电平；核心层BICM解码器，被配置为从该解归一化器进行功率调整的信号恢复核心层数据；增强层码元提取器，被配置为通过使用核心层BICM解码器的核心层FEC解码器的输出信号、对该解归一化器进行功率调整的信号执行与核心层数据对应的消除，来提取增强层信号；解注入电平控制器，被配置为将增强层信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器的功率降低对应的电平；和增强层BICM解码器，被配置为使用解注入电平控制器的输出信号恢复增强层数据。在该情况下，图1中示出的广播信号接收设备130可被看作包括：OFDM接收器，被配置为通过对与广播信号帧对应的传送的信号执行同步、信道估计和均衡中的任何一个或多个，来生成接收的信号；时间解交织器，被配置为通过向接收的信号应用时间解交织，来生成时间解交织的信号；解归一化器，被配置为将接收信号或时间解交织的信号的功率增加与该发射器的功率归一化器的功率降低对应的电平；核心层BICM解码器，被配置为从该解归一化器进行功率调整的信号恢复核心层数据；增强层码元提取器，被配置为通过使用核心层BICM解码器的核心层FEC解码器的输出信号、对该解归一化器进行功率调整的信号执行与核心层数据对应的消除，来提取增强层信号；解注入电平控制器，被配置为将增强层信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器的功率降低对应的电平；和增强层BICM解码器，被配置为使用解注入电平控制器的输出信号恢复增强层数据。
尽管图1中没有明确示出，但是根据本发明实施例的广播信号传送/接收系统可对除了核心层数据和增强层数据之外的一条或多条扩展层数据进行多路复用/解多路复用。在该情况下，可按照比核心层数据和增强层数据的功率电平更低的功率电平，来对扩展层数据进行多路复用。此外，当包括两个或多个扩展层时，第二扩展层的注入功率电平可低于第一扩展层的注入功率电平，并且第三扩展层的注入功率电平可低于第二扩展层的注入功率电平。
图2是示出了根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法的操作流程图。
参考图2，在根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S210，核心层信号和增强层信号按照不同功率电平组合，并然后多路复用，以生成广播信号帧，该广播信号帧包括核心层信号和增强层信号共享的时间交织器信息、以及用于用信号传输时间交织器信息的前导码。
在该情况下，在步骤S210生成的广播信号帧可包括引导码、前导码和叠加有效载荷。在该情况下，至少引导码和前导码可包括L1信令信息。在该情况下，L1信令信息可包括注入电平信息和归一化因子信息。
在该情况下，前导码可包括用于标识物理层管道(PLP)的PLP标识信息；和用于标识与层的划分对应的层的层标识信息。
在该情况下，PLP标识信息和层标识信息可被包括在前导码中作为彼此不同的字段。
在该情况下，时间交织器信息可被包括在基于核心层的前导码中。
在该情况下，前导码可基于层标识信息和预定值的比较结果，而选择性包括与每一物理层管道(PLP)的注入电平控制器对应的注入电平信息。
在该情况下，前导码可包括物理层管道的类型信息、开始位置信息和尺寸信息。
在该情况下，该类型信息可用于标识与非分散物理层管道对应的第一类型以及与分散物理层管道对应的第二类型中的一个。
在该情况下，非分散物理层管道可以被分派用于邻近数据单元索引，并且分散物理层管道可包括两个或更多子切片。
在该情况下，可对于每一物理层管道(PLP)根据层标识信息和预定值的比较结果，而选择性用信号传输该类型信息。
在该情况下，可仅对于核心层用信号传输该类型信息。
在该情况下，开始位置信息可等于与物理层管道的第一数据单元对应的索引。
在该情况下，开始位置信息可使用单元寻址方案来指示物理层管道的开始位置。
在该情况下，开始位置信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
在该情况下，尺寸信息可以基于向物理层管道分派的数据单元的数目来生成。
在该情况下，尺寸信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
在该情况下，可基于核心层用信号传输时间交织器信息。
在该情况下，所述生成时间交织的信号的步骤可使用混合时间交织器，用于执行交织。
在该情况下，该时间交织器组可仅包括其每一个仅包括完整FEC块的物理层管道(PLP)。
在该情况下，前导码可以用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层中的FEC块之间的边界的情况下、用信号传输用于标识增强层的FEC块的一部分的信息，该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
在该情况下，所述用于标识FEC块的一部分的信息可包括核心层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、增强层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
在该情况下，物理层管道(PLP)的开始位置信息可对应于物理层管道(PLP)的第一数据单元的索引。
在该情况下，仅当FEC类型信息满足预定条件时，才可用信号传输该调制信息。
在该情况下，增强层信号对应于可基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、而恢复的增强层数据。
在该情况下，所述生成时间交织的信号的步骤可使用卷积时间交织器，用于执行交织，所述时间交织器组可包括包含不完整FEC块的物理层管道(PLP)，并且前导码可用于用信号传输物理层管道(PLP)中的第一完整FEC块的开始位置信息。
此外，在根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S220对广播信号帧进行OFDM传送。
此外，在根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S230对传送的信号进行OFDM接收。
在该情况下，在步骤S230，可执行同步、信道估计和均衡。
在该情况下，在步骤S230，可恢复引导码，可使用恢复的引导码中包括的信号来恢复前导码，并且可使用前导码中包括的信令信息来恢复数据信号。
此外，在根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S240从接收的信号恢复核心层数据。
此外，在根据本发明实施例的广播信号传送/接收方法中，在步骤S250经由核心层信号的消除，来恢复增强层数据。
具体地，图2中示出的步骤S240和S250可对应于与步骤S210对应的解多路复用操作。
如稍后将详细描述的，图2中示出的步骤S210可包括通过按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号来生成多路复用的信号；将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率电平；通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；和生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与交织对应的时间交织器信息的前导码。在该情况下，交织可使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。
在该情况下，步骤S210和S220的广播信号传送方法可被看作包括：通过按照不同功率电平组合核心层信号和增强层信号来生成多路复用的信号；将多路复用的信号的功率降低为与核心层信号对应的功率电平；通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织，来生成时间交织的信号；生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与交织对应的时间交织器信息的前导码；和通过天线使用OFDM通信方案来传送该广播信号帧。在该情况下，交织可使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。
如稍后将详细描述的，图2中示出的步骤S240和S250可包括通过向与广播信号帧对应的接收信号应用时间解交织，来生成时间解交织的信号；将接收信号或时间解交织的信号的功率增加与该发射器的功率归一化器的功率降低对应的电平；从功率调整的信号恢复核心层数据；通过对所述功率调整的信号执行与核心层数据对应的消除，来提取增强层信号；将增强层信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器的功率降低对应的电平；和使用所述功率调整的增强信号恢复增强层数据。在该情况下，根据本发明实施例的广播信号接收方法可被看作包括：通过对与广播信号帧对应的传送的信号执行同步、信道估计和均衡中的任何一个或多个，来生成接收的信号；通过向接收的信号应用时间解交织，来生成时间解交织的信号；将接收信号或时间解交织的信号的功率增加与该发射器的功率归一化器的功率降低对应的电平；通过从功率调整的信号恢复核心层数据；通过对所述功率调整的信号执行与核心层数据对应的消除，来提取增强层信号；将增强层信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器的功率降低对应的电平；和通过使用所述功率调整的增强层信号恢复增强层数据。
图3是示出了图1中的用于生成广播信号帧的设备的示例的框图。
参考图3，根据本发明实施例的用于生成广播信号帧的设备可包括核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、功率归一化器345、和时间交织器350、信令生成单元360、和帧构建器370。
一般，BICM装置包括误差校正编码器、比特交织器、和码元映射器。图3中示出的核心层BICM单元310和增强层BICM单元320中的每一个可包括误差校正编码器、比特交织器、和码元映射器。特别是，可通过串联连接BCH编码器和LDPC编码器，来形成图3中示出的误差校正编码器(核心层FEC编码器、和增强层FEC编码器)的每一个。在该情况下，将误差校正编码器的输入输入到BCH编码器，将BCH编码器的输出输入到LDPC编码器，并且LDPC编码器的输出可以是误差校正编码器的输出。
如图3中示出的，核心层数据和增强层数据经过各个不同的BICM单元，并然后由组合器340组合。即，这里使用的术语“分层划分多路复用(LDM)”可指代使用功率的差将多层的多条数据组合为单一一条数据，并然后传送组合的数据。
即，核心层数据经过核心层BICM单元310，增强层数据经过增强层BICM单元320并然后经过注入电平控制器330，并且核心层数据和增强层数据由组合器340组合。在该情况下，增强层BICM单元320可执行与核心层BICM单元310的BICM编码不同的BICM编码。即，增强层BICM单元320可执行比核心层BICM单元310更高比特率的误差校正编码或码元映射。此外，增强层BICM单元320可执行比核心层BICM单元310更不鲁棒的误差校正编码或码元映射。
例如，核心层误差校正编码器可展现比增强层误差校正编码器更低的比特率。在该情况下，增强层码元映射器可比核心层码元映射器更不鲁棒。
组合器340可被看作起作用以按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号。在实施例中，可对核心层信号而不是增强层信号执行功率电平调整。在该情况下，核心层信号的功率可被调整为高于增强层信号的功率。
核心层数据可使用具有低码率的前向纠错(FEC)码以便执行鲁棒接收，而增强层数据可使用具有高码率的FEC码以便实现高数据传送率。
即，在相同接收环境中，核心层数据可具有比增强层数据更宽的覆盖范围。
已经过增强层BICM单元320的增强层数据由注入电平控制器330在增益(或功率)上调整，并且由组合器340与核心层数据组合。
即，注入电平控制器330通过降低增强层信号的功率，来生成功率降低的增强层信号。在该情况下，可基于注入电平来确定注入电平控制器330所调整的信号的幅度。在该情况下，可通过以下等式1来定义在其中将信号B插入到信号A中的情况下的注入电平：
Figure BDA0002986727440000141
例如，假设当将增强层信号插入到核心层信号中时，注入电平为3dB，则等式1意味着增强层信号具有与核心层信号的功率的一半对应的功率。
在该情况下，注入电平控制器330可按照0.5dB或1dB的步长将增强层信号的功率电平从0dB调整到25.0dB。
一般来说，向核心层分派的传送功率高于向增强层分派的传送功率，这使得接收机能首先解码核心层数据。
在该情况下，组合器340可被看作通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
通过组合器340的组合获得的信号被提供到功率归一化器345，使得信号的功率能被降低与核心层信号和增强层信号的组合所引起的功率增加对应的功率电平，并然后执行功率调整。即，功率归一化器345将通过组合器340的多路复用所获得的信号的功率降低到与核心层信号对应的功率电平。由于组合信号的电平高于一个层信号的电平，所以需要功率归一化器345的功率归一化，以便防止在广播信号传送/接收系统的剩余部分中的幅度剪切等。
在该情况下，功率归一化器345可通过将组合信号的幅度乘以以下等式2的归一化因子，来将组合信号的幅度调整到适当值。用来计算以下等式2的注入电平信息可经由信令流被传输到功率归一化器345：
Figure BDA0002986727440000142
假设当增强层信号SE按照预置注入电平被注入到核心层信号SC中时、核心层信号和增强层信号的功率电平被归一化为1，则组合信号可由SC+αSE表达。
在该情况下，α是与各个注入电平对应的缩放因子。即，注入电平控制器330可对应于该缩放因子。
例如，当增强层的注入电平是3dB时，组合信号可由
Figure BDA0002986727440000143
表达。
由于与核心层信号相比组合信号(多路复用的信号)的功率增加，所以功率归一化器345需要减轻功率的增加。
功率归一化器345的输出可由β(SC+αSE)表达。
在该情况下，β是基于增强层的各注入电平的归一化因子。
当增强层的注入电平是3dB时，组合信号的功率与核心层信号的功率相比增加了50％。因此，功率归一化器345的输出可由
Figure BDA0002986727440000151
来表达。
下面的表格1列出了用于各注入电平的缩放因子α和归一化因子β(CL:核心层，EL:增强层)。注入电平、缩放因子α和归一化因子β之间的关系可通过以下等式3来定义：
Figure BDA0002986727440000152
表格1
Figure BDA0002986727440000153
即，功率归一化器345对应于归一化因子，并将多路复用的信号的功率降低该组合器340已将功率增加的电平。
在该情况下，归一化因子和缩放因子的每一个可以是大于0并小于1的有理数。
在该情况下，当与注入电平控制器330对应的功率的降低变大时，该缩放因子可减小，而当与注入电平控制器330对应的功率的降低变大时，该归一化因子可增大。
功率归一化后的信号经过时间交织器350，用于分散在信道上出现的脉冲串误差。
在该情况下，时间交织器350可被看作执行向核心层信号和增强层信号两者应用的交织。即，核心层和增强层共享时间交织器，由此防止存储器的不必要使用并且还降低接收器处的等待时间。
尽管稍后将更详细地描述，但是增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。组合器340可组合具有比核心层信号和增强层信号的功率电平更低的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
其间，包括注入电平信息的L1信令信息由包括信令专用BICM的L1信令生成单元360编码。在该情况下，信令生成单元360可从注入电平控制器330接收注入电平信息ILINFO，并且可生成L1信令信号。
在L1信令中，L1指代ISO7层模型的最底层中的层-1。在该情况下，L1信令可包括在前导码中。
一般来说，L1信令可包括FFT尺寸、保护间隔尺寸等(即，OFDM发射器的重要参数)，可包括信道码率、调制信息等(即，BICM重要参数)。该L1信令信号与数据信号组合在广播信号帧中。
帧构建器370通过组合L1信令信号与数据信号，来生成广播信号帧。在该情况下，帧构建器370可使用时间交织的信号来生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输物理层管道(PLP)的尺寸信息、以及核心层信号和增强层信号共享的时间交织器信息的前导码。在该情况下，广播信号帧可进一步包括引导码。
在该情况下，帧构建器370可生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器350对应的时间交织器信息的前导码。
在该情况下，时间交织器350可使用时间交织器组之一，时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。即，核心层的物理层管道(PLP)之间的边界之一可以是时间交织器组之间的边界。
在该情况下，可基于核心层用信号传输时间交织器信息。
根据实施例，可基于核心层用信号传输时间交织器信息的一部分，并且可不管层而用信号传输时间交织器信息的另一部分。
即，可基于与核心层对应的层标识信息，用信号传输时间交织器信息。
在该情况下，时间交织器350可对应于混合时间交织器。
在该情况下，时间交织器组可仅包括其每一个仅包括完整FEC块的物理层管道(PLP)。
在该情况下，前导码可以用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层中的FEC块之间的边界的情况下、用信号传输用于标识增强层中的FEC块的一部分的信息，该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
在该情况下，用于标识FEC块的一部分的信息可包括核心层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、增强层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
在该情况下，物理层管道(PLP)的开始位置信息可对应于物理层管道(PLP)的第一数据单元的索引。
在该情况下，仅当FEC类型信息满足预定条件时，才可用信号传输该调制信息。
在该情况下，增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、而恢复的增强层数据。
在该情况下，时间交织器350可对应于卷积时间交织器，时间交织器组可包括包含不完整FEC块的物理层管道(PLP)，并且前导码可用于用信号传输物理层管道(PLP)中的第一完整FEC块的开始位置信息。
在该情况下，帧构建器370可包括引导码发生器，配置为生成引导码；前导码发生器，配置为生成前导码；和叠加有效载荷发生器，配置为生成与时间交织的信号对应的叠加的有效载荷。
在该情况下，引导码可以比前导码短，并具有固定长度。
在该情况下，引导码可包括代表前导码的结构的码元，该码元对应于固定长度比特串，所述固定长度比特串代表前导码的调制方案/码率、FFT尺寸、保护间隔长度和导频图案的组合。
在该情况下，该码元可对应于查找表，其中在与第一FFT尺寸对应的前导码结构之前分配与第二FFT尺寸对应的前导码结构，当调制方案/码率相同时，该第二FFT尺寸小于该第一FFT尺寸，并且在与第一保护间隔长度对应的前导码结构之前分配与第二保护间隔长度对应的前导码结构，当调制方案/码率相同并且FFT尺寸相同时，该第二保护间隔长度长于该第一保护间隔长度。
广播信号帧可经由对于多径和多普勒现象鲁棒的OFDM发射器传送。在该情况下，OFDM发射器可被视为负责下一代广播系统的传送信号生成。
在该情况下，前导码可包括用于标识物理层管道(PLP)的PLP标识信息；和用于标识与层的划分对应的层的层标识信息。
在该情况下，PLP标识信息和层标识信息可被包括在前导码中作为彼此不同的字段。
在该情况下，时间交织器信息可被包括在基于核心层的前导码中。
在该情况下，前导码可基于层标识信息和预定值的比较结果(IF(j>0))，而选择性包括与每一物理层管道(PLP)的注入电平控制器对应的注入电平信息。
在该情况下，前导码可包括物理层管道的类型信息、开始位置信息和尺寸信息。
在该情况下，类型信息可用于标识与非分散物理层管道对应的第一类型以及与分散物理层管道对应的第二类型中的一个。
在该情况下，非分散物理层管道可以被分派用于邻近数据单元索引，并且分散物理层管道可包括两个或更多子切片。
在该情况下，可对于每一物理层管道(PLP)根据层标识信息和预定值的比较结果，而选择性用信号传输该类型信息。
在该情况下，可仅对于核心层用信号传输该类型信息。
在该情况下，开始位置信息可等于与物理层管道的第一数据单元对应的索引。
在该情况下，开始位置信息可使用单元寻址方案来指示物理层管道的开始位置。
在该情况下，开始位置信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
在该情况下，尺寸信息可以基于向物理层管道分派的数据单元的数目来生成。
在该情况下，尺寸信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
图4是示出了广播信号帧的结构的示例的图。
参考图4，广播信号帧包括引导码410、前导码420和叠加的有效载荷430。
图4中示出的帧可被包括在超帧中。
在该情况下，广播信号帧可包括OFDM码元的至少一个。广播信号帧可包括参考码元或导频码元。
其中应用分层多路复用(LDM)的帧结构包括图4中所示引导码410、前导码420和叠加的有效载荷430。
在该情况下，引导码410和前导码420可被看作两个分级前导码。
在该情况下，引导码410可比前导码420具有较短长度，用于快速获取和检测。在该情况下，引导码410可具有固定长度。在该情况下，引导码可包括固定长度码元。例如，引导码410可包括四个OFDM码元，每一OFDM码元具有0.5ms长度，使得引导码410可对应于2ms的固定时间长度。
在该情况下，引导码410可具有固定带宽，并且前导码420和叠加的有效载荷430可比引导码410具有更宽的可变带宽。
前导码420可使用鲁棒LDPC码来传送详细信令信息。在该情况下，前导码420的长度能根据信令信息变化。
在该情况下，引导码410和有效载荷430两者可被看作多层共享的公共信号。
叠加的有效载荷430可对应于至少两个层信号的多路复用的信号。在该情况下，叠加的有效载荷430可通过按照不同功率电平组合核心层有效载荷和增强层有效载荷而生成。在该情况下，核心层有效载荷可包括带内信令部分。在该情况下，带内信令部分可包括用于增强层服务的信令信息。
在该情况下，引导码410可包括代表前导码结构的码元。
在该情况下，引导码中包括的用于代表前导码结构的码元可如下面表格2中示出的那样设置。
表格2
Figure BDA0002986727440000191
Figure BDA0002986727440000201
Figure BDA0002986727440000211
Figure BDA0002986727440000221
Figure BDA0002986727440000231
例如，可分派7比特的固定长度码元，用于代表表格2中示出的前导码结构。
表格2中的L1-基本模式1、L1-基本模式2和L1-基本模式3可对应于QPSK和3/15LDPC。
表格2中的L1基本模式4可对应于16-NUC(非均匀星座)和3/15LDPC。
表格2中的L1基本模式5可对应于64-NUC(非均匀星座)和3/15LDPC。
表格2中的L1-基本模式6和L1-基本模式7可对应于256-NUC(非均匀星座)和3/15LDPC。其后，调制方案/码率代表诸如QPSK和3/15LDPC的调制方案和码率的组合。
表格2中的FFT尺寸可代表快速傅立叶变换的尺寸。
表格2中的GI长度可代表保护间隔长度，可代表不是时间域中的数据的保护间隔的长度。在该情况下，保护间隔越长，系统越鲁棒。
表格2中的导频图案可代表导频图案的Dx。尽管其在表格2中没有明确示出，但是在表格2的示例中Dy可以全部为1。例如，Dx＝3可意味着在每三个码元中沿x轴方向包括用于信道估计的一个导频。例如，Dy＝1可意味着沿着y轴方向的每一时间包括该导频。
如表格2中示出的，可在查找表中与第一调制方案/码率对应的前导码结构之前，分配与比第一调制方案/码率更鲁棒的第二调制方案/码率对应的前导码结构。
在该情况下，在另一前导码结构之前分配可意味着存储在与比另一前导码结构的序列号更小的序列号对应的查找表中。
此外，在相同调制方案/码率的情况下，可在查找表中与第一FFT尺寸对应的前导码结构之前，分配与比第一FFT尺寸更短的第二FFT尺寸对应的前导码结构。
此外，在相同调制方案/码率和相同FFT尺寸的情况下，可在查找表中与第一保护间隔对应的前导码结构之前，分配与比第一保护间隔更长的第二保护间隔对应的前导码结构。
如表格2中所示，其中在查找表中分派前导码结构的顺序的设置可使得使用引导码的前导码结构的识别更有效。
图5是示出了图4中示出的广播信号帧的接收处理的示例的图。
参考图5，检测并解调引导码510，并且通过使用解调的信息的前导码520的解调，来重构信令信息。
使用信令信息来解调核心层数据530，并且通过与核心层数据对应的消除处理，来解调增强层信号。在该情况下，稍后将详细描述与核心层数据对应的消除。
图6是示出了图4中示出的广播信号帧的接收处理的另一示例的图。
参考图6，检测并解调引导码610，并且通过使用解调的信息的前导码620的解调，来重构信令信息。
使用信令信息来解调核心层数据630。在该情况下，核心层数据630包括带内信令部分650。带内信令部分650包括用于增强层服务的信令信息。通过带内信令部分650更有效地使用带宽。在该情况下，带内信令部分650可被包括在比增强层更鲁棒的核心层中。
基本信令信息和用于核心层服务的信息可通过前导码620传输，并且用于增强层服务的信令信息可通过图6的示例中的带内信令部分650传输。
通过与核心层数据对应的消除处理，来解调增强层信号。
在该情况下，信令信息可以是L1(层-1)信令信息。L1信令信息可包括用于物理层参数的信息。
参考图4，广播信号帧L1信令信号和数据信号。例如，广播信号帧可以是ATSC 3.0帧。
图7是示出了图1中示出的用于生成广播信号帧的设备的另一示例的框图。
参考图7，能看出的是，用于生成广播信号帧的设备对除了核心层数据和增强层数据之外的、与N(N是等于或大于1的自然数)个扩展层对应的数据一起进行多路复用。
即，除了核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、功率归一化器345、时间交织器350、信令生成单元360、和帧构建器370之外，图7中示出的用于生成广播信号帧的设备包括N个扩展层BICM单元410、……、430和注入电平控制器440、……、460。
图7中示出的核心层BICM单元310、增强层BICM单元320、注入电平控制器330、组合器340、功率归一化器345、时间交织器350、信令生成单元360和帧构建器370已参考图3进行了详细描述。
N个扩展层BICM单元410、……、430的每一个独立执行BICM编码，并且注入电平控制器440、……、460的每一个执行与对应扩展层对应的功率降低，由此使得功率降低的扩展层信号能经由组合器340与其它层信号组合。
在该情况下，可通过串联连接BCH编码器和LDPC编码器，来形成扩展层BICM单元410、……、430的误差校正编码器的每一个。
特别是，优选的是，与注入电平控制器440、……、460的每一个对应的功率的降低高于注入电平控制器330的功率的降低。即，图7中示出的注入电平控制器330、440、……、460的较低者可对应于较大功率降低。
图7中示出的注入电平控制器330、440和460所提供的注入电平信息经由信令生成单元360被包括在帧构建器370的广播信号帧中，并然后传送到接收器。即，每一层的注入电平被包括在L1信令信息中并然后传输到接收器。
在本发明中，功率的调整可以对应于增加或减少输入信号的功率，并且可以对应于增加或减少输入信号的增益。
功率归一化器345减轻借助于组合器340对于多个层信号的组合所引起的功率增加。
在图7中示出的示例中，功率归一化器345可通过使用以下等式4将各个层的信号所组合到的信号的幅度乘以归一化因子，来将信号的功率调整为适当幅度：
Figure BDA0002986727440000251
时间交织器350通过对组合器340所组合的信号进行交织，来执行向各层的信号等同应用的交织。
图8是示出了图1中示出的信号解多路复用器的另一示例的框图。
参考图8，根据本发明实施例的信号解多路复用器包括时间解交织器510、解归一化器1010、核心层BICM解码器520、增强层码元提取器530、解注入电平控制器1020、和增强层BICM解码器540。
在该情况下，图8中示出的信号解多路复用器可对应于图3中示出的用于生成广播信号帧的设备。
时间解交织器510接收来自用于执行诸如时间/频率同步、信道估计和均衡的操作的OFDM接收器的接收信号，并且执行与信道上出现的脉冲串误差的分散相关的操作。在该情况下，L1信令信息首先由OFDM接收器解码，并然后被使用用于数据的解码。特别是，L1信令信息的注入电平信息可被传输到解归一化器1010和解注入电平控制器1020。在该情况下，OFDM接收器可按照广播信号帧(例如，ATSC 3.0帧)的形式解码所接收的信号，可提取帧的数据码元部分，并且可将提取的数据码元部分提供到时间解交织器510。即，时间解交织器510通过在使得数据码元经过的同时执行解交织，来分散在信道上出现的脉冲串误差。
解归一化器1010对应于发射器的功率归一化器，并将功率增加与该功率归一化器已将功率减少的电平。即，解归一化器1010将接收信号除以等式2的归一化因子。
尽管解归一化器1010被图示为在图8中示出的示例中调整时间交织器510的输出信号的功率，但是解归一化器1010可位于时间交织器510之前，使得在一些实施例中在交织之前执行功率调整。
即，解归一化器1010可被看作位于时间交织器510之前或之后，并且为了核心层码元解映射器的LLR计算的目的而放大信号的幅度。
时间解交织器510的输出(或解归一化器1010的输出)被提供到核心层BICM解码器520，并且核心层BICM解码器520恢复核心层数据。
在该情况下，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、和核心层误差校正解码器。核心层码元解映射器计算与码元相关的LLR值，核心层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且核心层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
在该情况下，核心层码元解映射器可使用预定星座来计算用于每一比特的LLR值。在该情况下，核心层码元节映射器所使用的星座可取决于发射器所使用的码率和调制阶数的组合而变化。
在该情况下，核心层比特解交织器可基于LDPC码字对所计算的LLR值执行解交织。
特别是，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特，或者可输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。在该情况下，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特作为核心层数据，并且可向增强层码元提取器530输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
可通过串联连接核心层LDPC解码器和核心层BCH解码器，来形成核心层误差校正解码器。即，核心层误差校正解码器的输入可输入到核心层LDPC解码器，核心层LDPC解码器的输出可输入到核心层BCH解码器，并且核心层BCH解码器的输出可成为核心层误差校正解码器的输出。在该情况下，LDPC解码器执行LDPC解码，并且BCH解码器执行BCH解码。
此外，可通过串联连接增强层LDPC解码器和增强层BCH解码器，来形成增强层误差校正解码器。即，增强层误差校正解码器的输入可输入到增强层LDPC解码器，增强层LDPC解码器的输出可输入到增强层BCH解码器，并且增强层BCH解码器的输出可成为增强层误差校正解码器的输出。
增强层码元提取器530可从核心层BCH解码器520的核心层误差校正解码器接收全部比特，并且可从时间解交织器510或解归一化器1010的输出信号提取增强层码元。在实施例中，增强层码元提取器530可以不由核心层BICM解码器520的误差校正解码器提供全部比特，而是可由核心层BICM解码器520的误差校正解码器提供LDPC信息比特或BCH信息比特。
在该情况下，增强层码元提取器530包括缓冲器、减法器、核心层码元映射器、和核心层比特交织器。缓冲器存储时间解交织器510或解归一化器1010的输出信号。核心层比特交织器接收核心层BICM解码器的全部比特(信息比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器相同的核心层比特交织。核心层码元映射器从交织的信号生成与发射器相同的核心层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去核心层码元映射器的输出信号而获得增强层码元，并且将增强层码元传输到解注入电平控制器1020。特别是，当提供LDPC信息比特时，增强层码元提取器530可进一步包括核心层LDPC编码器。此外，当提供BCH信息比特时，增强层码元提取器530可进一步不仅包括核心层LDPC编码器而且包括核心层BCH编码器。
在该情况下，增强层码元提取器530中包括的核心层LDPC编码器、核心层BCH编码器、核心层比特交织器和核心层码元映射器可以与参考图3中描述的核心层的LDPC编码器、BCH编码器、比特交织器和码元映射器相同。
解注入电平控制器1020接收增强层码元，并将输入信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器已将功率减少的电平。即，解注入电平控制器1020放大输入信号，并将放大的输入信号提供到增强层BICM解码器540。例如，如果在发射器处、用来组合增强层信号的功率比用来组合核心层信号的功率低3dB，则解注入电平控制器1020起作用以将输入信号的功率增加3dB。
在该情况下，解注入电平控制器1020可被看作从OFDM接收器接收注入电平信息，并将提取的增强层信号与等式5的增强层增益相乘：
Figure BDA0002986727440000281
增强层BICM解码器540接收其功率已被解注入电平控制器1020增加的增强层码元，并恢复增强层数据。
在该情况下，增强层BICM解码器540可包括增强层码元解映射器、增强层比特解交织器、和增强层误差校正解码器。增强层码元解映射器计算与增强层码元相关的LLR值，增强层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且增强层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
尽管增强层BICM解码器540执行与核心层BICM解码器520执行的任务类似的任务，但是增强层LDPC解码器一般执行与等于或高于6/15的码率相关的LDPC解码。
例如，核心层可使用具有等于或高于5/15的码率的LDPC代码，并且增强层可使用具有等于或高于6/15的码率的LDPC代码。在该情况下，在其中能解码增强层数据的接收环境中，可使用仅少量LDPC解码迭代来解码核心层数据。使用该特性，在接收器的硬件中，核心层和增强层共享单一LDPC解码器，并由此能降低实现该硬件所需的成本。在该情况下，核心层LDPC解码器可使用仅一些时间资源(LDPC解码迭代)，并且增强层LDPC解码器可使用大多数时间资源。
即，图8中示出的信号解多路复用器首先恢复核心层数据，通过消除接收的信号码元中的核心层码元而留下仅增强层码元，并然后通过增加增强层码元的功率来恢复增强层数据。如参考图3和5所描述的，按照不同功率电平来组合与各个层对应的信号，并由此仅当以与最强功率组合的信号开始恢复时，能实现具有最小误差的数据恢复。
因此，在图8中示出的示例中，信号解多路复用器可包括时间解交织器510，配置为通过向接收信号应用时间解交织来生成时间解交织的信号；解归一化器1010，配置为将接收信号或时间解交织的信号的功率增加与发射器的功率归一化器的功率降低对应的电平；核心层BICM解码器520，配置为从该解归一化器1010进行功率调整的信号恢复核心层数据；增强层码元提取器530，配置为通过对该解归一化器1010使用核心层BICM解码器520的核心层FEC解码器的输出信号进行功率调整的信号、执行与核心层数据对应的消除，来提取增强层信号；解注入电平控制器1020，配置为将增强层信号的功率增加与发射器的注入功率电平控制器的功率降低对应的电平；和增强层BICM解码器540，配置为使用解注入电平控制器1020的输出信号来恢复增强层数据。
在该情况下，增强层码元提取器可从核心层BICM解码器的核心层LDPC解码器接收全部码字，并且可立即对全部码字执行比特交织。
在该情况下，增强层码元提取器可从核心层BICM解码器的核心层LDPC解码器接收信息比特，并且可对信息比特执行核心层LDPC编码以及然后执行比特交织。
在该情况下，增强层码元提取器可从核心层BICM解码器的核心层BCH解码器接收信息比特，并且可对信息比特执行核心层BCH编码和核心层LDPC编码以及然后执行比特交织。
在该情况下，解归一化器和解注入电平控制器可接收基于L1信令提供的注入电平信息IL INFO，并且可基于注入电平信息来执行功率控制。
在该情况下，核心层BICM解码器可具有比增强层BICM解码器的码率更低的码率，并且可以比增强层BICM解码器更鲁棒。
在该情况下，解归一化器可对应于归一化因子的倒数。
在该情况下，解注入电平控制器可对应于缩放因子的倒数。
在该情况下，可基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除，来恢复增强层数据。
在该情况下，信号解多路复用器进一步可包括一个或多个扩展层码元提取器，其每一个配置为通过执行与先前层数据对应的消除，来提取扩展层信号；一个或多个解注入电平控制器，其每一个配置为将扩展层信号的功率增加与发射器的注入电平控制器的功率降低对应的电平；以及一个或多个扩展层BICM解码器，配置为使用所述一个或多个解注入电平控制器的输出信号，来恢复一条或多条扩展层数据。
根据图8中示出的配置，能看出的是，根据本发明实施例的信号解多路复用方法包括通过向接收信号应用时间解交织来生成时间解交织的信号；将接收信号或时间解交织的信号的功率增加与发射器的功率归一化器的功率降低对应的电平；从功率调整的信号恢复核心层数据；通过对功率调整的信号执行与核心层数据对应的消除，来提取增强层信号；将增强层信号的功率增加与发射器的注入功率电平控制器的功率降低对应的电平；和使用增强层数据来恢复增强层数据。
在该情况下，提取增强层信号可包括从核心层BICM解码器的核心层LDPC解码器接收全部码字，并且立即对全部码字执行比特交织。
在该情况下，提取增强层信号可包括从核心层BICM解码器的核心层LDPC解码器接收信息比特，并且对信息比特执行核心层LDPC编码以及然后执行比特交织。
在该情况下，提取增强层信号可包括从核心层BICM解码器的核心层BCH解码器接收信息比特，并且对信息比特执行核心层BCH编码和核心层LDPC编码以及然后执行比特交织。
图9是示出了图8中示出的核心层BICM解码器520和增强层码元提取器530的示例的框图。
参考图9，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、核心层LDPC解码器、和核心层BCH解码器。
即，在图9中示出的示例中，核心层误差校正解码器包括核心层LDPC解码器和核心层BCH解码器。
此外，在图9中示出的示例中，核心层LDPC解码器向增强层码元提取器530提供包括奇偶校验比特的全部码字。即，尽管LDPC解码器一般输出全部LDPC码字的仅信息比特，但是LDPC解码器可输出全部码字。
在该情况下，尽管增强层码元提取器530可以被容易实现，因为其不需要包括核心层LDPC编码器和核心层BCH编码器，但是存在残差误差可在LDPC码奇偶校验部分中剩余的可能性。
图10是示出了图8中示出的核心层BICM解码器520和增强层码元提取器530的另一示例的框图。
参考图10，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、核心层LDPC解码器、和核心层BCH解码器。
即，在图10中示出的示例中，核心层误差校正解码器包括核心层LDPC解码器和核心层BCH解码器。
此外，在图10中示出的示例中，核心层LDPC解码器向增强层码元提取器530提供除了奇偶校验比特之外的信息比特。
在该情况下，尽管增强层码元提取器530并不需要包括核心层BCH编码器，但是其必须包括核心层LDPC编码器。
在图10中示出的示例中，可比图9中示出的示例中更理想地去除可能在LDPC码奇偶校验部分中剩余的残差误差。
图11是示出了图8中示出的核心层BICM解码器520和增强层码元提取器530的另一示例的框图。
参考图11，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、核心层LDPC解码器、和核心层BCH解码器。
即，在图11中示出的示例中，核心层误差校正解码器包括核心层LDPC解码器和核心层BCH解码器。
在图11中示出的示例中，与核心层数据对应的核心层LDPC解码器的输出被提供到增强层码元提取器530。
在该情况下，尽管增强层码元提取器530具有高复杂性，因为其必须包括核心层LDPC编码器和核心层BCH编码器两者，但是其保证比图9和10的示例中的那些更高的性能。
图12是示出了图1中示出的信号解多路复用器的另一示例的框图。
参考图12，根据本发明的实施例的信号解多路复用器包括时间解交织器510、解归一化器1010、核心层BICM解码器520、增强层码元提取器530、增强层BICM解码器540、一个或多个扩展层码元提取器650和670、一个或多个扩展层BICM解码器660和680、以及解注入电平控制器1020、1150和1170。
在该情况下，图12中示出的信号解多路复用器可对应于图7中示出的用于生成广播信号帧的设备。
时间解交织器510接收来自用于执行诸如同步、信道估计和均衡的操作的OFDM接收器的接收信号，并且执行与信道上出现的脉冲串误差的分散相关的操作。在该情况下，L1信令信息首先由OFDM接收器解码，并然后被使用用于数据解码。特别是，L1信令信息的注入电平信息可被传输到解归一化器1010和解注入电平控制器1020、1150和1170。
在该情况下，解归一化器1010可获得所有层的注入电平信息，可使用以下等式6来获得解归一化因子，并且可将输入信号与解归一化因子相乘：
Figure BDA0002986727440000321
即，解归一化因子是以上等式4所表达的归一化因子的倒数。
在实施例中，当N1信令不仅包括注入电平信息而且包括归一化因子信息时，解归一化器1010可通过取归一化因子的倒数来简单获得解归一化因子，而无需使用注入电平来计算解归一化因子。
解归一化器1010对应于发射器的功率归一化器，并将功率增加与该功率归一化器已将功率减少的电平。
尽管解归一化器1010被图示为在图12中示出的示例中调整时间交织器510的输出信号的功率，但是解归一化器1010可位于时间交织器510之前，使得在实施例中能在交织之前执行功率调整。
即，解归一化器1010可被看作位于时间交织器510之前或之后，并且为了核心层码元解映射器的LLR计算的目的而放大信号的幅度。
时间解交织器510的输出(或解归一化器1010的输出)被提供到核心层BICM解码器520，并且核心层BICM解码器520恢复核心层数据。
在该情况下，核心层BICM解码器520包括核心层码元解映射器、核心层比特解交织器、和核心层误差校正解码器。核心层码元解映射器计算与码元相关的LLR值，核心层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且核心层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，核心层误差校正解码器可仅输出信息比特，或者可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，核心层误差校正解码器可输出仅信息比特作为核心层数据，并且可向增强层码元提取器530输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。
可通过串联连接核心层LDPC解码器和核心层BCH解码器，来形成核心层误差校正解码器。即，核心层误差校正解码器的输入可输入到核心层LDPC解码器，核心层LDPC解码器的输出可输入到核心层BCH解码器，并且核心层BCH解码器的输出可成为核心层误差校正解码器的输出。在该情况下，LDPC解码器执行LDPC解码，并且BCH解码器执行BCH解码。
还可以通过串联连接增强层LDPC解码器和增强层BCH解码器，来形成增强层误差校正解码器。即，增强层误差校正解码器的输入可输入到增强层LDPC解码器，增强层LDPC解码器的输出可输入到增强层BCH解码器，并且增强层BCH解码器的输出可成为增强层误差校正解码器的输出。
此外，还可通过串联连接扩展层LDPC解码器和扩展层BCH解码器，来形成扩展层误差校正解码器。即，扩展层误差校正解码器的输入可输入到扩展层LDPC解码器，扩展层LDPC解码器的输出可输入到扩展层BCH解码器，并且扩展层BCH解码器的输出可成为扩展层误差校正解码器的输出。
特别是，已参考图9、10和11描述的关于将使用误差校正解码器的输出中的哪一个的实现复杂度与性能之间的折衷不仅应用到图12的核心层BICM解码器520和增强层码元提取器530，而且应用到扩展层码元提取器650和670以及扩展层BICM解码器660和680。
增强层码元提取器530可从核心层误差校正解码器的核心层BICM解码器520接收全部比特，并且可从时间解交织器510或解归一化器1010的输出信号提取增强层码元。在实施例中，增强层码元提取器530可以不从核心层BICM解码器520的误差校正解码器接收全部比特，而是可接收LDPC信息比特或BCH信息比特。
在该情况下，增强层码元提取器530包括缓冲器、减法器、核心层码元映射器、和核心层比特交织器。缓冲器存储时间解交织器510或解归一化器1010的输出信号。核心层比特交织器接收核心层BICM解码器的全部比特(信息比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器相同的核心层比特交织。核心层码元映射器从交织的信号生成与发射器相同的核心层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去核心层码元映射器的输出信号，而获得增强层码元，并且将增强层码元传输到解注入电平控制器1020。
在该情况下，增强层码元提取器530中包括的核心层比特交织器和核心层码元映射器可以与图7中示出的核心层比特交织器和核心层码元映射器相同。
解注入电平控制器1020接收增强层码元，并将输入信号的功率增加与该发射器的注入电平控制器已将功率减少的电平。即，解注入电平控制器1020放大输入信号，并将放大的输入信号提供到增强层BICM解码器540。
增强层BICM解码器540接收其功率已被解注入电平控制器1020增加的增强层码元，并恢复增强层数据。
在该情况下，增强层BICM解码器540可包括增强层码元解映射器、增强层比特解交织器、和增强层误差校正解码器。增强层码元解映射器计算与增强层码元相关的LLR值，增强层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且增强层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，增强层误差校正解码器可输出仅信息比特，并且可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，增强层误差校正解码器可输出仅信息比特作为增强层数据，并且可向扩展层码元提取器650输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
扩展层码元提取器650从增强层BICM解码器540的增强层误差校正解码器接收全部比特，并从解注入电平控制器1020的输出信号提取扩展层码元。
在该情况下，解注入电平控制器1020可放大增强层码元提取器530的减法器的输出信号的功率。
在该情况下，扩展层码元提取器650包括缓冲器、减法器、增强层码元映射器、和增强层比特交织器。缓冲器存储该解注入电平控制器1020的输出信号。增强层比特交织器接收增强层BICM解码器的全部比特信息(比特+奇偶校验比特)，并执行与发射器的交织相同的增强层比特交织。增强层码元映射器从交织的信号生成与发射器的码元相同的增强层码元。减法器通过从缓冲器中存储的信号减去增强层码元映射器的输出信号而获得扩展层码元，并且将扩展层码元传输到扩展层BICM解码器660。
在该情况下，扩展层码元提取器650中包括的增强层比特交织器和增强层码元映射器可以与图7中示出的增强层比特交织器和增强层码元映射器相同。
解注入电平控制器1150将功率增加对应层的注入电平控制器已将发射器处的功率减少的电平。
在该情况下，解注入电平控制器可被看作执行与下面等式7的扩展层增益相乘的操作。在该情况下，第0注入电平可被看作0dB：
Figure BDA0002986727440000341
扩展层BICM解码器660接收其功率已由解注入电平控制器1150增加的扩展层码元，并恢复扩展层数据。
在该情况下，扩展层BICM解码器660可包括扩展层码元解映射器、扩展层比特解交织器、和扩展层误差校正解码器。扩展层码元解映射器计算与扩展层码元相关的LLR值，扩展层比特解交织器剧烈混合所计算的LLR值与脉冲串误差，并且扩展层误差校正解码器校正信道上出现的误差。
特别是，如果存在两个或更多扩展层，则扩展层码元提取器和扩展层BICM解码器的每一个可包括两个或更多提取器或解码器。
即，在图12中示出的示例中，扩展层BICM解码器660的扩展层误差校正解码器可输出仅信息比特，并且可输出其中信息比特已与奇偶校验比特组合的全部比特。在该情况下，扩展层误差校正解码器输出仅信息比特作为扩展层数据，并且可向随后扩展层码元提取器670输出其中信息比特已与奇偶校验比特混合的全部比特。
根据上述扩展层码元提取器650、扩展层BICM解码器660和解注入电平控制器1150的配置和操作，能容易地理解扩展层码元提取器670、扩展层BICM解码器680和解注入电平控制器1170的配置和操作。
图12中示出的解注入电平控制器1020、1150和1170中的较低者可对应于功率的较大增加。即，解注入电平控制器1150可比解注入电平控制器1020更多地增加功率，并且解注入电平控制器1170可比解注入电平控制器1150更多地增加功率。
能看出的是，图12中示出的信号解多路复用器首先恢复核心层数据，使用核心层码元的消除来恢复增强层数据，并使用增强层码元的消除来恢复扩展层数据。可提供两个或更多扩展层，在该情况下，以按照较高功率电平组合的扩展层开始恢复。
图13是示出了归因于核心层信号和增强层信号的组合的功率的增加的图。
参考图13，能看出的是，当通过组合核心层信号与其功率已降低了注入电平的增强层信号、来生成多路复用的信号时，所述多路复用的信号的功率电平高于核心层信号或增强层信号的功率电平。
在该情况下，图3和7中示出的注入电平控制器所调整的注入电平可按照0.5dB或1dB的步长从0dB调整到25.0dB。当注入电平为3.0dB时，增强层信号的功率比核心层信号的功率低3dB。当注入电平为10.0dB时，增强层信号的功率比核心层信号的功率低10dB。该关系不仅在核心层信号和增强层信号之间应用，而且在增强层信号和扩展层信号之间或在扩展层信号之间应用。
图3和7中示出的功率归一化器可调整组合之后的功率电平，由此解决可由归因于组合的功率增加引起的、诸如信号失真的问题。
图14是示出了根据本发明实施例的用于生成广播信号帧的方法的操作流程图。
参考图14，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1210向核心层数据应用BICM。
此外，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1220向增强层数据应用BICM。
在步骤S1220应用的BICM可与在步骤S1210应用的BICM不同。在该情况下，在步骤S1220应用的BICM可比向步骤S1210应用的BICM更不鲁棒。在该情况下，在步骤S1220应用的BICM的比特率可比向步骤S1210应用的BICM的比特率更不鲁棒。
在该情况下，增强层信号可对应于基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、所恢复的增强层数据。
此外，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1230通过降低增强层信号的功率，来生成功率降低的增强层信号。
在该情况下，在步骤S1230，注入电平可按照0.5dB或1dB的步长从00dB改变为25.0dB。
此外，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1240，通过组合核心层信号和功率降低的增强层信号，来生成多路复用的信号。
即，在步骤S1240，按照不同功率电平来组合核心层信号和增强层信号，使得增强层信号的功率电平低于核心层信号的功率电平。
在该情况下，在步骤S1240，可组合具有低于核心层信号和增强层信号的功率电平的一个或多个扩展层信号、以及核心层信号和增强层信号。
此外，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1250，降低多路复用的信号的功率。
在该情况下，在步骤S1250，多路复用的信号的功率可被降低为核心层信号的功率。在该情况下，在步骤S1250，多路复用的信号的功率可被降低在步骤S1240功率已被增加的电平。
此外，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1260，通过执行向核心层信号和增强层信号两者应用的时间交织，来生成时间交织的信号。
在该情况下，步骤S1260可使用时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界可以是与核心层信号对应的核心层的物理层管道(PLP)之间的边界。
在该情况下，步骤S1260可使用混合时间交织器用于执行时间交织。
在该情况下，时间交织器组可仅包括其每一个仅包括完整FEC块的物理层管道(PLP)。
在该情况下，步骤S1260可使用卷积时间交织器用于执行交织，时间交织器组可包括包含不完整FEC块的物理层管道(PLP)，并且前导码可用于用信号传输物理层管道(PLP)中的第一完整FEC块的开始位置信息。
此外，在根据本发明实施例的方法中，在步骤S1270，生成广播信号帧，该广播信号帧包括用于用信号传输与交织对应的时间交织器信息的前导码。
在该情况下，可基于核心层用信号传输时间交织器信息。
在该情况下，前导码可以用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层中的FEC块之间的边界的情况下、用信号传输用于标识增强层的FEC块的一部分的信息，该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
在该情况下，所述用于标识FEC块的一部分的信息可包括核心层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、增强层中的物理层管道(PLP)的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
在该情况下，物理层管道(PLP)的开始位置信息可对应于物理层管道(PLP)的第一数据单元的索引。
在该情况下，仅当FEC类型信息满足预定条件时，才可用信号传输该调制信息。
在该情况下，增强层信号对应于可基于与对应于核心层信号的核心层数据的恢复对应的消除、而恢复的增强层数据。
在该情况下，步骤S1270可包括生成引导码；生成前导码；和生成与时间交织的信号对应的叠加的有效载荷。
在该情况下，前导码可包括用于标识物理层管道(PLP)的PLP标识信息；和用于标识与层的划分对应的层的层标识信息。
在该情况下，PLP标识信息和层标识信息可被包括在前导码中作为彼此不同的字段。
在该情况下，时间交织器信息可基于层标识信息和预定值的比较结果(IF(j>0))，而被选择性包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中。
在该情况下，前导码可基于层标识信息和预定值的比较结果(IF(j>0))，而选择性包括与每一物理层管道(PLP)的注入电平控制器对应的注入电平信息。
在该情况下，引导码可以比前导码短，并具有固定长度。
在该情况下，引导码可包括代表前导码的结构的码元，该码元对应于固定长度比特串，所述固定长度比特串代表前导码的调制方案/码率、FFT尺寸、保护间隔长度和导频图案的组合。
在该情况下，该码元可对应于查找表，其中在与第一FFT尺寸对应的前导码结构之前分配与第二FFT尺寸对应的前导码结构，当调制方案/码率相同时，该第二FFT尺寸小于该第一FFT尺寸，以及在与第一保护间隔长度对应的前导码结构之前分配与第二保护间隔长度对应的前导码结构，当调制方案/码率相同并且FFT尺寸相同时，该第二保护间隔长度长于该第一保护间隔长度。
在该情况下，该广播信号帧可以是ATSC 3.0帧。
在该情况下，L1信令信息可包括注入电平信息和/或归一化因子信息。
在该情况下，前导码可包括物理层管道的类型信息、开始位置信息和尺寸信息。
在该情况下，类型信息可用于标识与非分散物理层管道对应的第一类型以及与分散物理层管道对应的第二类型中的一个。
在该情况下，非分散物理层管道可以被分派用于邻近数据单元索引，并且分散物理层管道可包括两个或更多子切片。
在该情况下，可对于每一物理层管道(PLP)根据层标识信息和预定值的比较结果，而选择性用信号传输该类型信息。
在该情况下，可仅对于核心层用信号传输该类型信息。
在该情况下，开始位置信息可等于与物理层管道的第一数据单元对应的索引。
在该情况下，开始位置信息可使用单元寻址方案来指示物理层管道的开始位置。
在该情况下，开始位置信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
在该情况下，尺寸信息可以基于向物理层管道分派的数据单元的数目来生成。
在该情况下，尺寸信息可被包括在每一物理层管道(PLP)的前导码中，而不检查与层标识信息对应的条件声明的条件。
尽管图14中没有明确示出，但是该方法可进一步包括与步骤S1230对应的、生成包括注入电平信息的信令信息的步骤。在该情况下，该信令信息可以是L1信令信息。
图14中示出的生成广播信号帧的方法可对应于图2中示出的步骤S210。
图15是示出了根据本发明实施例的包括广播信号帧的超帧的结构的图。
参考图15，基于分层划分多路复用(LDM)的超帧配置帧的至少一个，并且每一帧配置OFDM码元的至少一个。
在该情况下，每一OFDM码元可以以至少一个前导码码元开始。此外，该帧可包括参考码元或导频码元。
图15中图示的超帧1510可包括LDM帧1520、没有LDM的单层帧1530和用于将来可扩展性的将来扩展帧(FEF)1540，并且可使用时分复用(TDM)来配置。
当应用两层时，LDM帧1520可包括上层(UL)1553和下层(LL)1555。
在该情况下，上层1553可对应于核心层，并且下层1555可对应于增强层。
在该情况下，包括上层1553和下层1555的LDM帧1520可以是引导码1552和前导码1551。
在该情况下，上层数据和下层数据可共享时间交织器用于降低复杂性和存储尺寸，并且可使用相同的帧长度和FFT尺寸。
此外，单层帧1530可包括引导码1562和前导码1561。
在该情况下，单层帧1530可使用与LDM帧1520不同的FFT尺寸、时间交织器和帧长度。在该情况下，单层帧1530可基于TDM方案在超帧1510中与LDM帧1520多路复用。
图16是示出了使用两层的LDM和多物理层管道的LDM帧的示例的图。
参考图16，LDM帧以包括系统的版本信息或一般信令信息的引导码信号开始。包括物理层管道的码率、调制信息、编号信息的L1信令信号可跟随在引导码之后作为前导码。
突发脉冲形式的公共物理层管道(PLP)可跟随在前导码(L1信号)之后传输。在该情况下，公共物理层管道可在帧中传输能与其它物理层管道共享的数据。
用于服务彼此不同的广播信号的多物理层管道可使用两层的LDM方案来传输。在该情况下，需要诸如室内/移动的鲁棒接收性能的服务(720p或1080p HD等)可使用核心层(上层)数据物理层管道。在该情况下，需要高传输率的固定接收服务(4K-UHD或多HD等)可使用增强层(下层)数据物理层管道。
如果多物理层管道被分层复用，则能看出物理层管道的总数增加。
在该情况下，核心层数据物理层管道和增强层数据物理层管道可共享时间交织器，用于降低复杂性和存储尺寸。在该情况下，核心层数据物理层管道和增强层数据物理层管道可具有相同物理层管道尺寸(PLP尺寸)，并且可具有彼此不同的物理层管道尺寸。
根据实施例，分层PLP可具有彼此不同的PLP尺寸，并且可用信号传输用于标识PLP的开始位置的信息或用于标识PLP的尺寸的信息。
图17是示出了使用两层的LDM和多物理层管道的LDM帧的另一示例的图。
参考图17，LDM帧可包括在引导码和前导码(L1信号)之后的公共物理层管道。核心层数据物理层管道和增强层数据物理层管道可在公共物理层管道之后使用两层LDM方案来传输。
特别是，图17的核心层数据物理层管道和增强层数据物理层管道可对应于类型1和类型2中的一个类型。类型1和类型2可如下定义：
–类型1PLP
如果存在公共PLP，则可在公共PLP之后传输它
在帧中按照突发脉冲(一个切片)的形式传输它
–类型2PLP
如果存在类型1PLP，则可在类型1PLP之后传输它
在帧中按照两个或更多子切片的形式传输它
当子切片的数目增加时，时间分集和功耗增加。
在该情况下，类型1PLP可对应于非分散PLP，并且类型2PLP可对应于分散PLP。在该情况下，可分派非分散PLP用于邻近数据单元索引。在该情况下，可向两个或更多子切片分派分散PLP。
图18是示出了使用两层的LDM和多物理层管道的LDM帧的应用示例的图。
参考图18，公共物理层管道(PLP(1,1))可被包括在LDM帧中的引导码和前导码之后。用于鲁棒音频服务的数据物理层管道(PLP(2,1))可被包括在使用时分方案的LDM帧中。
此外，用于移动/室内服务(720p或1080p HD)的核心层数据物理层管道(PLP(3,1))和用于高数据率服务(4K-UHD或多HD)的增强层数据物理层管道(PLP(3,2))可使用2层LDM方案来传输。
图19是示出了使用两层的LDM和多物理层管道的LDM帧的另一应用示例的图。
参考图19，LDM帧可包括引导码、前导码、公共物理层管道(PLP(1,1))。在该情况下，鲁棒音频服务和移动/室内服务(720p或1080p HD)可使用核心层数据物理层管道(PLP(2,1),PLP(3,1))来传输，并且高数据率服务(4K-UHD或多HD)可使用增强层数据物理层管道(PLP(2,2),PLP(3,2))来传输。
在该情况下，核心层数据物理层管道和增强层数据物理层管道可使用相同时间交织器。
在该情况下，提供相同服务的物理层管道(PLP(2,2),PLP(3,2))可使用指示相同PLP组的PLP_GROUP_ID来标识。
根据实施例，当使用对于不同LDM层具有彼此不同尺寸的物理层管道时，能在没有PLP_GROUP_ID的情况下，使用每一物理层管道的开始位置和尺寸来标识服务。
尽管在图18和图19中通过PLP(i,j)来标识与分层复用对应的层和多物理层管道，但是可用信号传输PLP标识信息和层标识信息作为彼此不同的字段。
根据实施例，不同层可使用具有不同尺寸的PLP。在该情况下，每一服务可使用PLP标识符来标识。
当对于不同层使用具有不同尺寸的PLP时，可对于每一PLP用信号传输PLP开始位置和PLP尺寸。
以下伪代码是为了示出根据本发明实施例的前导码中包括的字段的示例。以下伪代码可被包括在前导码的L1信令信息中。
[伪代码]
Figure BDA0002986727440000421
Figure BDA0002986727440000431
NUM_LAYER可对应于以上伪代码中的两个比特或三个比特。在该情况下，NUM_LAYER可以是用于标识按时间划分的每一PLP中的层的数目的字段。在该情况下，NUM_LAYER可在NUM_PLP循环中定义，使得层的数目对于按时间划分的每一PLP能不同。
LL_INJECTION_LEVEL可对应于3～8比特。在该情况下，LL_INJECTION_LEVEL可以是用于标识下层(增强层)的注入电平的字段。在该情况下，LL_INJECTION_LEVEL可对应于注入电平信息。
在该情况下，当层的数目是两个或更多时，可从第二层(j>0)定义LL_INJECTION_LEVEL。
诸如PLP_ID(i,j)、PLP_GROUP_ID、PLP_TYPE、PLP_PAYLOAD_TYPE、PLP_COD、PLP_MOD、PLP_SSD、PLP_FEC_TYPE、PLP_NUM_BLOCKS_MAX、IN_BAND_A_FLAG、IN_BAND_B_FLAG、PLP_MODE、STATIC_PADDING_FLAG等的字段可对应于对于每一层定义的参数，并且可在NUM_LAYER循环的内部定义。
在该情况下，PLP_ID(i,j)可对应于PLP标识信息和层标识信息。例如，PLP_ID(i,j)的“i”可对应于PLP标识信息，并且PLP_ID(i,j)的“j”可对应于层标识信息。
根据实施例，PLP标识信息和层标识信息可被包括在前导码中作为彼此不同的字段。
此外，诸如TIME_IL_LENGTH和TIME_IL_TYPE等的时间交织器信息、与PLP尺寸相关的FRAME_INTERVAL、以及诸如FF_FLAG、FIRST_RF_IDX、FIRST_FRAME_IDX、RESERVED_1、STATIC_FLAG等的字段可被定义在NUM_LAYER循环的外部和NUM_PLP循环的内部。
特别是，PLP_TYPE对应于物理层管道的类型信息，并且可对应于用于标识两种类型类型1和类型2之一的1比特。PLP_TYPE被包括在前导码中，而不检查与以上伪代码中的层标识信息(j)对应的条件声明的条件，但是可基于层标识信息(j)和预定值(0)的比较结果(if(j＝0))，而选择性地用信号传输PLP_TYPE(仅对于核心层传输)。
PLP_TYPE在以上伪代码中的NUM_LAYER循环内部定义，但是PLP_TYPE可以在NUM_LAYER循环外部和NUM_PLP循环内部定义。
在以上伪代码中，PLP_START对应于对应物理层管道的开始位置。在该情况下，PLP_START可使用单元寻址方案来标识开始位置。在该情况下，PLP_START可以是与对应PLP的第一数据单元对应的索引。
特别是，PLP_START可对于每一物理层管道用信号传输，并且可被用于连同用于用信号传输PLP的尺寸的字段一起标识使用多物理层管道的服务。
以上伪代码中的PLP_SIZE对应于物理层管道的尺寸信息。在该情况下，PLP_SIZE可等于向对应物理层管道分派的数据单元的数目。
即，可基于层标识信息来用信号传输PLP_TYPE，并且可不考虑层标识信息对于每一物理层管道用信号传输PLP_SIZE和PLP_START。
图3和图7中示出的组合器340用来组合核心层信号和增强层信号，并且该组合可以以核心层信号和增强层信号共享的时间交织器组为基础来执行，因为核心层信号和增强层信号共享一个时间交织器。
在该情况下，时间交织器组在存储效率和系统效率方面可基于核心层来设置。
然而，当基于核心层来设置时间交织器组时，可存在增强层中时间交织器组边界所划分的FEC块。如果存在划分的这样的FEC块，可需要用于标识与时间交织器组边界对应的FEC块的一部分的字段的信令。
用于分层划分复用的时间交织器可以是卷积时间交织器(CTI)或混合时间交织器(HTI)。在该情况下，当在核心层中存在一个物理层管道时，可使用卷积时间交织器，并且当在核心层中存在两个或更多物理层管道时，可使用混合时间交织器。当使用混合时间交织器时，物理层管道可仅包括完整FEC块。
图20是示出了其中使用卷积时间交织器的示例的图。
参考图20，子帧包括两层，核心层和增强层。
当子帧在图20中示出的示例的核心层中仅包括一个物理层管道(PLP#0)时，与该子帧对应的时间交织器是卷积时间交织器。当使用卷积时间交织器时，每一层中的物理层管道可以包括不完整FEC块。
这样的不完整FEC块位于PLP的边缘处，并能使用指示每一PLP中的第一完整FEC块的位置的诸如"L1D_plp_CTI_fecframe_start"的字段来标识。
在图20中示出的示例中，核心层的物理层管道(PLP#0)和增强层的物理层管道(PLP#1)具有相同开始位置和尺寸。
在图20中示出的示例中，能看出时间交织器组(TI组)对应于核心层的物理层管道(PLP#0)。时间交织器组被共同应用到核心层和增强层，并且在与核心层对应地设置存储器和系统效率方面是有利的。
图21是示出了其中使用卷积时间交织器的另一示例的图。
参考图21，能看出核心层物理层管道(PLP#0)和增强层物理层管道(PLP#1)的开始位置和尺寸是不同的。
如果核心层物理层管道(PLP#0)的开始位置和尺寸与增强层物理层管道(PLP#1)的开始位置和尺寸彼此不同，则可在增强层中包括空的区域。
如图21中示出的，当在增强层物理层管道(PLP#1)的后端包括空的区域时，增强层物理层管道(PLP#1)以完整FEC块结束。
图22是示出了其中使用混合时间交织器的示例的图。
参考图22，两个物理层管道(PLP#0,PLP#1)被包括在核心层中。
由此，当核心层由多个物理层管道组成时，使用混合时间交织器。
当使用混合时间交织器时，核心层和增强层的所有物理层管道仅包括完整FEC块。
在该情况下，增强层的一些部分可被清空，用于与核心层边界对准。
图23是示出了图22的示例中的时间交织器组的图。
参考图23，能看出对应于核心层的物理层管道的边界来设置时间交织器组边界。
尽管在图23中时间交织器组包括一个核心层物理层管道，但是根据实施例，时间交织器组可包括两个或更多核心层物理管道。
在图23中示出的示例中，增强层的一个FEC块可通过时间交织器组边界来划分。
这是因为以核心层为基础来执行时间交织器组划分，在该情况下，可能用信号传输用于标识增强层的不完整FEC块的信息，该不完整FEC块对应于时间交织器组边界。
图24到26是示出了图23的示例中的用于计算不完整FEC块的尺寸的处理的图。
参考图24，增强层物理层管道的开始位置(L1D_plp_start(PLP#2))和时间交织器组边界之间的距离(A)使用核心层物理层管道的开始位置(L1D_plp_start(PLP#0))、核心层物理层管道的的尺寸(L1D_plp_size(PLP#0))和增强层物理层管道的开始位置(L1D_plp_start(PLP#2))来计算。
参考图25，划分的FEC块的开始位置和时间交织器组边界之间的距离(B)使用增强层的FEC块尺寸来计算。
在该情况下，可使用与增强层对应的调制信息(L1D_plp_mod)以及与增强层对应的FEC类型信息(L1D_plp_fec_type)，来判断FEC块尺寸。
参考图26，标识与时间交织器组之间的边界对应的增强层的FEC块的部分(C)。
下面的表格3示出了根据本发明实施例的前导码的L1-Detail字段的示例。
根据本发明实施例的前导码可包括L1-Basic和L1-Detail。
表格3
Figure BDA0002986727440000461
Figure BDA0002986727440000471
Figure BDA0002986727440000481
与表格3中的分派比特对应的所有字段可对应于无符号整数高位在先(uimsbf)格式。
在表格3的字段之中，L1D_plp_layer可以是用于表示与每一物理层管道对应的层的字段。L1D_plp_start可对应于当前PLP的开始位置信息，并且可指示当前PLP的第一数据单元的索引。L1D_plp_size可对应于当前PLP的尺寸信息，并且可指示向当前PLP分配的数据单元的数目。
L1D_plp_fec_type可对应于当前PLP的FEC类型信息，并且可指示用于编码当前PLP所使用的前向纠错(FEC)方法。
例如，L1D_plp_fec_type＝"0000"可对应于BCH和16200LDPC，L1D_plp_fec_type＝"0001"可对应于BCH和64800LDPC，L1D_plp_fec_type＝"0010"可对应于CRC和16200LDPC，L1D_plp_fec_type＝"0011"可对应于CRC和64800LDPC，L1D_plp_fec_type＝"0100"可对应于16200LDPC，并且L1D_plp_fec_type＝"0101"可对应于64800LDPC。
L1D_plp_mod可指示当前PLP的调制信息。在该情况下，仅当L1D_plp_fec_type满足表格3中示出的预定条件时，可用信号传输L1D_plp_mod。
例如，L1D_plp_mod＝"0000"可对应于QPSK，L1D_plp_mod＝"0001"可对应于16QAM-NUC，L1D_plp_mod＝"0010"可对应于64QAM-NUC，L1D_plp_mod＝"0011"可对应于256QAM-NUC，L1D_plp_mod＝"0100"可对应于1024QAM-NUC并且L1D_plp_mod＝"0101"可对应于4096QAM-NUC。在该情况下，仅当L1D_plp_fec_type对应于64800LDPC时，L1D_plp_mod能被设置为"0100"或"0101"。
L1D_plp_TI_mode指示PLP的时间交织模式。
例如，L1D_plp_TI_mode＝"00"可代表无时间交织模式，L1D_plp_TI_mode＝"01"可代表卷积时间交织模式，并且L1D_plp_TI_mode＝"10"可代表混合时间交织模式。
L1D_plp_fecframe_start可对应于物理层管道中的第一完整FEC块的开始位置信息。仅当L1D_plp_TI_mode＝"00"时，可用信号传输L1D_plp_fecframe_start。
当使用分层划分复用时，可对于每一层单独用信号传输L1D_plp_fecframe_start，因为每一层中的第一FEC块的开始位置能够不同。
L1D_plp_CTI_fecframe_start可对应于物理层管道中的第一完整块的开始位置信息。仅当L1D_plp_TI_mode＝"01"时，可用信号传输L1D_plp_CTI_fecframe_start。
在该情况下，可向L1D_plp_CTI_fecframe_start分配比L1D_plp_fecframe_start更多的比特。
如上所述，当L1D_plp_TI_mode＝"10"时，所有PLP仅包括完整FEC块，这样就不需要单独用信号传输第一FEC块的开始位置。
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks可对应于用于核心层的物理层管道的当前交织帧中包括的FEC块的数目。
如上所述，根据本发明的用于生成广播信号帧的设备和方法不限于前述实施例的配置和方法，而是可选择性组合这些实施例的一些或全部，使得按照各种方式来修改实施例。

Claims (9)

1.一种广播信号接收设备，包括：
时间解交织器，被配置为对与广播信号帧对应的接收信号执行时间解交织，其中该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器对应的时间交织器信息的前导码；
核心层BICM解码器，被配置为恢复与该广播信号帧对应的核心层数据；
增强层码元提取器，被配置为通过执行与核心层数据对应的消除来提取增强层码元；以及
增强层BICM解码器，被配置为恢复与该增强层码元对应的增强层数据，
其中该时间交织器对应于时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界是与核心层信号对应的核心层的物理层管道PLP之间的边界。
2.根据权利要求1所述的广播信号接收设备，其中基于核心层用信号传输该时间交织器信息。
3.根据权利要求1所述的广播信号接收设备，其中当该时间交织器对应于混合时间交织器时，PLP仅包括与该增强层码元对应的增强层中的完整FEC块。
4.根据权利要求3所述的广播信号接收设备，其中该前导码包括用于在时间交织器组之间的边界不对应于增强层中的FEC块之间的边界的情况下标识增强层中的FEC块的一部分的信息，其中该FEC块对应于时间交织器组之间的边界。
5.根据权利要求4所述的广播信号接收设备，其中用于标识FEC块的一部分的信息包括核心层中的物理层管道PLP的开始位置信息、增强层中的PLP的开始位置信息、与增强层对应的调制信息、以及与增强层对应的FEC类型信息中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的广播信号接收设备，其中PLP的开始位置信息对应于PLP的第一数据单元的索引。
7.根据权利要求6所述的广播信号接收设备，其中仅当FEC类型信息满足预定条件时，才用信号传输该调制信息。
8.根据权利要求1所述的广播信号接收设备，其中当该时间交织器对应于卷积时间交织器时，该前导码包括PLP中的第一完整FEC块的开始位置信息。
9.一种广播信号接收方法，包括：
对与广播信号帧对应的接收信号执行时间解交织，其中该广播信号帧包括用于用信号传输与时间交织器对应的时间交织器信息的前导码；
由核心层BICM解码器恢复与该广播信号帧对应的核心层数据；
通过使用核心层BICM解码器的输出执行与核心层数据对应的消除来提取增强层码元；以及
由增强层BICM解码器恢复与该增强层码元对应的增强层数据，
其中该时间交织器对应于时间交织器组之一，并且时间交织器组之间的边界是与核心层信号对应的核心层的物理层管道PLP之间的边界。
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